DE8310825U1 - SURF SAIL - Google Patents

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein Surfsegel zum Antrieb von Segelbrettern unter Verwendung des Segelbrettriggs nach DE-AS 1914604.The invention relates to a surf sail for driving sail boards using the sailing board rig according to DE-AS 1914604.

Am bekanntesten und verbreiteteten ist die Verwendung von dreieckigen Segeln zum Antrieb von Segelfahrzeugen. Die anfangs insbesondere für Segelboote verwendete Segelform wurde bei der Erfindung des Segelbrettriggs (DE-AS 1914604) mit nur geringfügigen Änderungen übernommen. Hierbei wird das dreieckige, mit einer Masttasche versehene Segel zwischen einem Mast und zwei nach außen gebogenen Spieren gespannt, wobei es lose zwischen den Spieren geführt und lediglich an den Nocken derselben angeschlagen ist. Das Unterliak des Segels verläuft von den Nocken der Spieren schräg nach unten zum Mast.The most popular and widespread is the use of triangular sails for propulsion of sailing vehicles. The shape of the sail used initially for sailboats in particular was taken over with the invention of the sailing board rig (DE-AS 1914604) with only minor changes. Here is the triangular sail with a mast pocket is stretched between a mast and two outwardly curved spars, where it is loosely guided between the spars and is only attached to the cams of the same. The lower liak of the sail runs from the cams of the spars diagonally downwards to the mast.

Ein Teil der heute verwendeten Surfsegel besitzt ein durch Latten ausgestelltes Top - sog. Maui- , fathead- oder powerheadsegel - , sie sind jedoch noch sehr stark an die konventionelle Dreiecksform angelehnt.Some of the surf sails used today have a top that is flared by battens - so-called maui, fathead or powerhead sails -, but they are still very much based on the conventional triangular shape.

Vom aerodynamischen Standpunkt gesehen ist diese dreieckige Segelgeometrie «jedoch relativ ungünstig.From an aerodynamic point of view, however, this triangular sail geometry is “relatively unfavorable.

Wird ein Segel relativ zum Wind angestellt, so entsteht bekanntlich auf der Leeseite des Segels ein Unter- und auf der Luvseite iin Überdruck, welche danach streben sich auszugle.lchen. Unter- und Überdruck sind jedoch für den Vortrieb des Segels verantwortlich. Je mehr sich Unter- und Überdruck ausgleichen, um so kleiner ist also die erzielbare Vortriebsleistung.
Ein heutiges, konventionelles Surfsegel besitzt im Durchschniti eine Segelfläche von 5 m²", eine Vorlieklänge von 4,5m und eine Unterlieklänge von 2,2 - 3m. Diese Daten resultieren hauptsächlich aus d.am begrenzten Kräftehaushalt eines Menschen, der sich rait den Kräften am Segel auseinandersetzten muß.If a sail is raised relative to the wind, it is well known that there is an underpressure on the leeward side of the sail and an overpressure on the windward side, which tends to equalize. However, negative and positive pressure are responsible for the propulsion of the sail. The more the underpressure and overpressure are balanced, the smaller the achievable propulsive power.
A current, conventional surf sail has an average sail area of 5 m ² ", a luff length of 4.5 m and a luff length of 2.2 - 3 m. These data mainly result from the limited strength budget of a person who races his strength have to deal with the sail.

Bedingt durch die Dreiecksforra befindet sich bei besagten Segeln der Hauptteil der Gesamtsegelflache im Bereich des Unterlieks. Aufgrund des um das Unterliek herum stattfindenden Druckausgleichs wird daher eine sehr große Fläche des Segels gestört und verliert enorm an Wirksamkeit.Due to the triangular shape is at said Sailing the main part of the total sail area in the area of the Leech. Because of that which takes place around the leech Pressure equalization therefore disrupts a very large area of the sail and loses its effectiveness enormously.

Am Segeltop vollzieht sich der Druckausgleich zwar in einem geringeren Maße als am Unterliek, bedingt jedoch durch die spitz zulaufende Form des Segels werden die durch den Druckausgleich verursachten Verwirbelungen das Achterliek heruntergezogen und stören einen weiteren Großteil der Segelfläche (aus dem gleichen Grund wird bei Flugzeugen keine spitz zulaufende Flügelgeometrie verwendet).The pressure equalization takes place to a lesser extent on the sail top than on the leech, but it is caused by the With the tapered shape of the sail, the turbulence caused by the pressure equalization is pulled down the leech and disturb a further large part of the sail area (for the same reason there is no tapered Wing geometry used).

Ein weiterer Nachteil der Dreiecksform zeigt sich darin, daß es am Top und am Segelhals unmöglich ist dem Segel ein günstiges Profil zu geben. Dies wird zusätzlich begünstigt durch die geringe Profiltiefe in diesen Bereichen. An den besagten Stellen wird die Segelfläche durch den Mast abgedeckt; hoher Widerstand ist die Folge.
Unter Verwendung des unter DE-AS 1914-604- bekannten Segelbrettriggs benutzte Surfsegel· werden durch den Gabelbaum des Riggs in ihrem Profil eingeschnürt. Windkanalmessungen zu Folge büßt das Segel dabei 20 - 25$ seines Wirkungsgrades ein. Dieses Problem konnte bisher nur durch sehr aufwendige und unhandliche Gabelbaumkonstruktionen umgangen werden.Another disadvantage of the triangular shape is that it is impossible to give the sail a favorable profile on the top and on the sail neck. This is also favored by the low profile depth in these areas. At the said points, the sail area is covered by the mast; high resistance is the result.
Surf sails used with the sailing board rig known under DE-AS 1914-604- are constricted in their profile by the boom of the rig. According to wind tunnel measurements, the sail loses $ 20-25 of its efficiency. So far, this problem could only be circumvented by using very complex and unwieldy boom constructions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Surfsegel für ein Segelbrettrigg nach DE-AS 1914-604- zu schaffen, dessen Wirkungsgrad bis zu 50# höher liegt als ein konventionelles Surfsegel gleicher Größe.The invention is based on the object of creating a surf sail for a sailing board rig according to DE-AS 1914-604- Efficiency is up to 50 # higher than a conventional one Surf sails of the same size.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Segel nach der Erfindung gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden Teil derTo solve this problem, the sail is according to the invention characterized by those in the identifying part of

Schutzansprüche enthaltenen Merkmale. §Features contained in claims for protection. §

Die erfindungsgemäße Ausführungsform erweist sich ,jedoch nur zweckmäßig, wenn das gesamte Segel ein relativ hohc-s Seitenverhältnis ( ca. 1:4,5 - 1:7 ) und eine sehr geringe Profiltiefe (ca. 0,9 - 1,3m ) erhält, so, wie ein konventionelles Surfsegel heute nicht gestaltet wird bzw. noch nicht gestaltet werden kann.The embodiment of the invention turns out to be, however only useful if the entire sail is relatively high Aspect ratio (approx. 1: 4.5 - 1: 7) and a very low profile depth (approx. 0.9 - 1.3m), like a conventional one Surf sail is not designed today or cannot yet be designed.

Ein grundlegender Vorteil des erfindungsgemäßen Segels ist ,jedoch eben die Tatsache, daß es hohe Seitenverhältnisse mit dementsprechenden aerodynamischen Vorteilen überhaupt zuläßt.A fundamental advantage of the sail according to the invention is, however, the fact that it has high aspect ratios with the corresponding aerodynamic advantages.

Bei einem erfindungsgemäßen Segel mit hohem Seitenverhältnis befinden sich immer ca. ein Drittel der Gesamtsegelfläche unterhalb der Gabelbaumaussparung - Schothorn Linie, dem Segelabscnitt, in dessen Höhe ein Benutzer ein Segelbrettrigg (nach DE-AS 1914604) hält. Im Vergleich zu einem konventionellen Surfsegel mit vergleichsweise sehr niedrigem Seitenverhältnis verschiebt sich dadurch die Lage des Segeldruckpunktes nur unwesentlich nach oben. ;_; Ein Surfsegler ist aufgrund dieser Tatsache in der LageIn a sail according to the invention with a high aspect ratio, there is always about a third of the total sail area below the boom recess - clew line, the sail section at the height of which a user holds a sail board rig (according to DE-AS 1914604). Compared to a conventional surf sail with a comparatively very low aspect ratio, the position of the sail pressure point only shifts insignificantly upwards. ; _; A surf sailor is able due to this fact

f: 20 ein Segel mit extrem hohem Seitenverhältnis und im Hin- ^;j; blick auf ein konventionelles Surfsegel gleichgroßer f: 20 a sail with an extremely high aspect ratio and in the forward direction ^; j; View of a conventional surf sail of the same size

^l!: Segelfläche, daß ihn sonst unweigerlich umreißen würde, ^l! : Sail area that would otherwise inevitably outline it,

£ kräftemäßig zu führen.£ to lead with strength.

!■; Im Gegensatz zum herkömmlichen Surfsegel ist es nun! ■; In contrast to the conventional surf sail, it is now

möglich, dem Segel die Form eines langen, schmalen, ; trapez- oder ellipsoidförmigen Flügels zu verleihen.possible to make the sail the shape of a long, narrow,; to give trapezoidal or ellipsoidal wing.

τ-. Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Segels, mit der τ-. The main advantages of the sail according to the invention, with the

Möglichkeit hohe Seitenverhältnisse zu verwenden, liegen ii in den aerodynamischen Eigenschaften.Ability to use high aspect ratios are ii in the aerodynamic properties.

jr 30 Segeltop und der Bereich des ichterlieks, der in diesem Fall als "Unterliek" zu bezeichnen ist, können weit von-ώ einander entfernt angeordnet werden; gegenseitige Beeinflussung durch den Druckausgleich am umströmten Segel stark reduziert. Das"Unterliek" liegt parallel zur Anström-jr 30 sail top and the area of the leech, which is in this Fall as "leech" can be far from-ώ be spaced apart from each other; mutual influence through the pressure equalization on the sail around which the air flows greatly reduced. The "lower leech" is parallel to the inflow

richtung und besitzt bis zu nur ein Zehntel der Länge eines ^Tlnterlieks eines konventionellen Surfsegeis. Der Bereich, in welchem Druckausgleich stattfinden kann, ist extrem klein, der Wirkungsgrad des Segels dementsprechend sehr hoch. Durch den geringen Druckausgleich verursachte Wirbel können aufgrund besagter Geometrie nicht das weitere Achterliek heraufgezogen werden, dieser Sftürfaktor ist also ebenfalls äußerst gering. So errechnet sich beispielsweise bei einem erfindungsgemäßen Segel mit 6m Vorlieklänge und einem Seitenverhältnis von 1:6 ein 40 - 45$ geringerer Widerstand als bei einem gleichgroßen, konventionellen Surfsegel mit durchschnittlicher Vorlieklänge von 4,5m und einem Seitenverhältnis von ca. 1:2 - 1:2,5 .
Ein hohes Segel reicht außerdem in Bereiche mit höheren Windgeschwindigkeiten und somit höherer Energie hinein - die Windgeschwindigkeit steigt bekanntlich mit der Höhe über der Wasser- bzw. Erdoberfläche. Das Segel kann demzufolge noch effektiver arbeiten.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Segels ist die insbesondere unter der Gabelbaumaussparung - Schothorn Linie annähernd gleichbleibende Profiltiefe. Dadurch kann auch besonders ärns Bereich m» Segelhals, welcher bei herkömmlichen Surfsegeln aerodynamisch nur äußerst unvorteilhaft gestaltet werden kann, die Windenergie optimal ausgenutzt werden.direction and up to only one-tenth of the length has a ^T lnterlieks a conventional Surfsegeis. The area in which pressure equalization can take place is extremely small, and the efficiency of the sail is correspondingly very high. Eddy currents caused by the low pressure equalization cannot be pulled up the further leech due to said geometry, so this drag factor is also extremely low. For example, a sail according to the invention with a luff length of 6 m and an aspect ratio of 1: 6 results in a 40-45 $ lower drag than a conventional surf sail of the same size with an average luff length of 4.5 m and an aspect ratio of approx. 1: 2-1 : 2.5.
A high sail also extends into areas with higher wind speeds and thus higher energy - as is well known, the wind speed increases with the height above the surface of the water or the earth. As a result, the sail can work even more effectively.
Another advantage of the sail according to the invention is the approximately constant profile depth, especially under the boom recess - clew line. That is also particularly ärns area m "tack which can be made with conventional Surf Sailing aerodynamically extremely unfavorable wind power are used optimally.

Bei langen, schmalen Segeln ist aufgrund der sehr geringen Profiltiefe und -dicke die Einschnürung durch den Gabelbaum des Segelbrettriggs zu vermeiden. Ein verkürzter, in seinem Abstand der beiden Spieren jedoch unveränderter Gabelbaum wird das Segel nicht mehr derartig beeinflussen. Der Wirkungsgrad des Segels steigt dadurch um weitere 20 % .With long, narrow sails, the constriction by the boom of the sail board rigging should be avoided due to the very low profile depth and thickness. A shortened boom with the same distance between the two spars will no longer affect the sail in such a way. This increases the efficiency of the sail by a further 20 % .

Ein schmales Segel ist, insbesondere bei Manövern, für den Benutzer leichter zu handhaben.A narrow sail is easier for the user to handle, especially during maneuvers.

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Das Segel nach der Erfindung kann aus jedem, zur Zeit bekannten, Segeltuch gefertigt werden; insbesondere bei einem Tiefziehverfahren, wie es bis jetzt jedoch nur als Zukunftsvision betrachtet wird, würde sich diese Segelgeometrie als vorteilhaft erweisen.The sail according to the invention can be made of any currently known Canvas are made; especially with a deep-drawing process, which until now has only been viewed as a vision of the future, this sail geometry would turn out to be prove beneficial.

Die nachfolgenden Zeichnungen, zur besseren Veranschaulichung, zeigen mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Segels. Die dicke schwarze Linie kennzeichnet jeweils das Vorliek.The following drawings, for better illustration, show possible embodiments of the invention Sails. The thick black line indicates the luff.

Claims (1)

Horst Duschek
Stuttgarter Str.15 D - 4800 Bielefeld 12Horst showerk
Stuttgarter Str. 15 D - 4800 Bielefeld 12 SurfsegelSurf sails SchutzansprücheProtection claims 1. Surfsegel, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Achterliek über das Schothorn hinaus fortsetzt und dem Segelhals in einer pexabelähnlichen Kurve nähert, so daß unter der Gabelbaumaussparung - Schothorn - Linie des Segels eine trapez- oder halbellipsoidähnliche Fläche entsteht1. surf sail, characterized in that the leech continues beyond the clew and approaches the sail neck in a pexabel-like curve, so that under the boom recess - clew - line of the sail a trapezoidal or semi-ellipsoidal surface is created 2. Surfsegel nach Anspruch ^dadurch gekennzeichnet, daß die charakterischtische Segelgeometrie mittels ein oder mehrerer in Segeltaschen geführter Latten, Spanten o.a. in ihrer Form gehalten wird.2. surf sail according to claim ^ characterized in that the characteristic sail geometry is held in its shape by means of one or more battens, ribs or the like in sail pockets. 5. Surfsegel nach Anspruch Λ und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke Gabel bäume, udöparrmg Segelhals größer ist als die Strecke Gabelbaumaussparung Schothorn. 5. surf sail according to claim Λ and 2, characterized in that the distance boom trees, udöparrmg sail neck is greater than the distance boom recess clew. t · · ■t · · ■ 4. Surfsegel nach Anspruch 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß es unter der Gabelbaumaussparung - Schothornlinie eine weitgehend gleichbleibende Profiltiefe besitzt.4. surf sail according to claim 1 to 3, characterized in, that there is a largely constant line under the boom recess - clew line Has tread depth.